DE102012210224A1

DE102012210224A1 - Verfahren zur Steuerung eines Fahrerassistenzsystems

Info

Publication number: DE102012210224A1
Application number: DE201210210224
Authority: DE
Inventors: Dirk De Bruin
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-12-19

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines einen Fahrer zum Einhalten einer gewählten Fahrspur unterstützenden Fahrerassistenzsystems, wobei bei vorgegebenen Betriebsbedingungen, die ein Eingreifen des Fahrers zum sicheren Spurhalten erfordern, eine Warnung ausgegeben wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Warnungen und/oder der vorgegebenen Betriebsbedingungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls die vorgegebenen Betriebsbedingungen, bei deren Vorliegen eine Warnung ausgegeben wird, verändert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Fahrerassistenzsystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derzeit gibt es bereits verschiedenste Fahrerassistenzsysteme, die den Fahrer beim Spurhalten unterstützen sollen. Beispielsweise sind sog. Spurverlassenswarnsysteme bekannt, die eine Warnung an den Fahrer ausgeben, wenn das Fahrzeug auf Straßen mit Spurbegrenzungslinien im Begriff ist, die Fahrspur zu verlassen. Die Warnung kann dabei optisch, akustisch oder haptisch ausgegeben werden. Wird ein absichtlicher Spurwechsel erkannt oder vermutet (bspw. weil der Blinker aktiv ist) wird trotz Spurverlassen keine Warnung ausgegeben.
Ein Beispiel für einen Spurverlassenswarner ist aus der DE 10 2004 047 889 A1 bekannt. Hier wird in Abhängigkeit von der Historie des Spurhaltens auf die Fahreraufmerksamkeit geschlossen und entsprechend der Fahreraufmerksamkeit eine Warnung bei drohendem Verlassen der Fahrspur ausgegeben.
In einer weiteren Ausbildungsstufe von Fahrerassistenzsystemen zum Unterstützen des Spurhaltens sind sog. Spurhaltesysteme bekannt, die den Fahrer beim Halten der Fahrspur durch einen aktiven Eingriff zumindest in die Querführung des Fahrzeugs unterstützen. Bei Erreichen der Systemgrenzen hinsichtlich des automatischen Spurhaltens – z. B. aufgrund zu enger Kuren – wird eine Übernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben. Der Fahrer muss dann selbst die Querführung des Fahrzeugs übernehmen.
Ein Beispiel für ein Spurhaltesystem ist bspw. aus der DE 10 2007 020 280 A1 bekannt. Hier wird bei Deaktivierung des Systems während einer Kurvenfahrt aufgrund von Systemgrenzen die Spurhaltefunktion von einer Regelung in eine derartige Steuerung überführt, dass der Fahrer während der Kurvenfahrt zumindest über eine bestimmte Wegstrecke weiterhin durch ein Systemmoment in der Querführung unterstützt wird.
Ein Nachteil derartiger Systeme zum Unterstützen des Fahrers beim Spurhalten liegt in der optimalen Auslegung der Systeme hinsichtlich des Zeitpunkts, wann die Spurverlassenswarnung bzw. die Übernahmeaufforderung ausgegeben wird. Werden die Systemgrenzen sehr eng vorgegeben, so wird der Fahrer sehr häufig gewarnt oder zur Übernahme aufgefordert, ob wohl dies ggf. (noch) nicht notwendig wäre. Im anderen Fall, also bei sehr breiten Systemgrenzen, kann es vorkommen, dass der Fahrer ggf. zu spät gewarnt bzw. die Übernahmeaufforderung zu spät ausgegeben wird, so dass das Fahrzeug bereits die Spur verlassen hat.
Aufgabe der Erfindung ist nun, ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Fahrerassistenzsystems zur Überstützung des Fahrers beim Spurhalten anzugeben, welches dem Fahrer zum einen nicht zu oft unnötigerweise warnt und zum anderen aber auch nicht zu spät auf ein Spurverlassen bzw. auf eine notwendige Fahrerübernahme hinweist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst in bekannter Weise eine Steuerung und/oder Regelung eines einen Fahrer zum Einhalten einer gewählten Fahrspur unterstützenden Fahrerassistenzsystems in einem Kraftfahrzeug, wobei bei vorgegebenen Betriebsbedingungen, die ein Eingreifen des Fahrers zum sicheren Spurhalten erfordern, eine Warnung in Form eines akustischen, optischen und/oder haptischen Signals ausgegeben wird.
Der Erfindung liegt weiter die Erkenntnis zugrunde, dass derartige Fahrerassistenzsysteme bei bestimmten Fahrmanövern bzw. auf bestimmten Streckenabschnitten (z. B. bei engen Kurven und/oder engen Fahrspuren) häufig eine Warnung zum Eingreifen des Fahrers (entweder ein Hinweis bzgl. eines Spurverlassens oder eine Übernahmeaufforderung, da das System der Spur nicht folgen kann) ausgegeben. Gerade auf kurvigen Landstraßen erfolgt eine derartige Warnung relativ oft, so dass der Fahrer das System unter Umständen sogar abschaltet, um nicht dauern gewarnt bzw. zur Übernahme aufgefordert zu werden.
Die Erfindung zeichnet sich nun dadurch aus, dass kontinuierlich ermittelt wird, wie mit welcher Frequenz bzw. wie häufig das System an seine Grenzen kommt, also eine derartige Warnung ausgibt bzw. Betriebsbedingungen erreicht, die eine Warnung auslösen. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von derartigen Warnungen bzw. von solchen Betriebsbedingungen, die eine derartige Warnung auslösen, innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls werden die vorgegebenen Betriebsbedingungen, die zum Auslösen der Warnung führen, abgeändert. Vorteilhafterweise werden die die Warnung auslösenden vorgegebenen Betriebsbedingungen derart verändert, dass eine Warnung erst bei Betriebsbedingungen erfolgt, die nach den ursprünglich vorgegebenen Betriebsbedingungen eintreten, d. h. die Warnschwelle wird nach oben gesetzt, so dass der Fahrer erst später gewarnt wird. Somit wird der Fahrer bei gleichbleibender Fahrweise weniger oft gewarnt, was zu einer besseren Akzeptanz derartiger Fahrerassistenzsysteme führt.
Die Anpassung der Betriebsbedingungen kann dabei kontinuierlich oder schrittweise erfolgen, insbesondere derart, dass in Abhängigkeit von der Anzahl der auftretenden Warnungen innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters oder eines weiteren vorgegebenen Zeitfensters, also von der Frequenz der auftretenden Warnungen, die vorgegebenen Betriebsbedingungen verändert werden.
Ist die Warnschwelle (ein oder mehrmals) nach oben gesetzt worden, so wird diese vorteilhafterweise wieder in Richtung der ursprünglich geltenden Betriebsbedingung verändert oder auf den ursprünglichen Wert eingestellt, also die ursprünglich geltenden Betriebsbedingungen wieder aktiviert, wenn innerhalb eines vorgegebenen zweiten oder weiteren Zeitintervalls keine Warnung ausgegeben wird. Die Wahl der Zeitintervalle kann dabei fest oder variabel vorgebbar sein.
Bei den genannten Fahrerassistenzsystemen kann es sich um verschieden ausgestaltete Systeme handeln. Beispielsweise kann das genannte System ein Spurverlassenswarnsystem sein, das in bekannter Weise eine Spurverlassenswarnung ausgibt, wenn der Abstand zu einer Nebenspur oder zum Rand der Fahrbahn eine vorgegebene Abstandsschwelle unterschreitet und/oder wenn der Abstand zur Spurmitte einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Ist nun die Frequenz der Spurverlassenswarnungen, also die Anzahl der Warnungen innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls größer als eine vorgegebene Anzahlschwelle, werden die Betriebsbedingungen die zum Auslösen der Spurverlassenswarnung führen, derart geändert, dass die Warnung erst später ausgegeben wird. In diesem Fall wird somit die Abstandsschwelle, die zum Auslösen der Warnung führt, kleiner, d. h. der Abstand zur Nachbarspur bzw. zum Rand der Fahrbahn kann kleiner sein, ohne dass bereits eine Warnung erzeugt wird. Erst wenn diese kleinere Abstandsschwelle erreicht bzw. unterschritten wird, wird eine Spurverlassenswarnung in Form einer akustischen, haptischen und/oder optischen Signalisierung ausgegeben. Alternativ wird bei Auswertung des Abstands zur Spurmitte dieser Schwellwert derart verändert, dass ein Überschreiten dieses Schwellwerts später erreicht wird.
Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Fahrerassistenzsystem auch um ein Spurhaltesystem zur Unterstützung des Spurhaltens durch automatische Querführung handeln, das eine zur Übernahme der Querführung auffordernde Übernahmewarnung ausgibt, wenn der erforderliche Lenkeinschlag größer als eine vorgegebene Lenkeinschlagschwelle ist. Erfindungsgemäß wird hier bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Übernahmewarnungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls die die Übernahmewarnung auslösende Lenkeinschlagschwelle derart verändert, dass die Lenkeinschlagschwelle größer wird, d. h. die Übernahmewarnung bzw. Übernahmeaufforderung wird erst bei einem größeren erforderlichen Lenkeinschlag ausgegeben.
Alternativ oder zusätzlich kann bei einem derartigen Spurhaltesystem auch der Abstand zur Begrenzung und/oder zur Nachbarspur berücksichtigt werden. Hierbei wird eine Übernahmeaufforderung zur Übernahme der Querführung ausgegeben, wenn der Abstand zu einer Nebenspur oder einer Randbegrenzung eine vorgegebene Abstandsschwelle unterschreitet und/oder der Abstand zur eigenen Spurmitte einen vorgegebenen Spurabweichungsgrenzwert überschreitet. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Übernahmewarnungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls wird die Abstandsschwelle dann derart verändert wird, dass die Abstandsschwelle kleiner wird bzw. der Spurabweichungsgrenzwert größer wird.
Ebenso denkbar ist, dass bei einem derartigen Spurhaltesystem alternativ oder zusätzlich auch die Gierrate und/oder Querbeschleunigung des Fahrzeugs berücksichtigt werden. Hierbei wird eine Übernahmeaufforderung zur Übernahme der Querführung ausgegeben, wenn die ermittelte Gierrate einen vorgegebenen Gierratengrenzwert überschreitet und/oder wenn die ermittelte Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Querbeschleunigungsgrenzwert überschreitet. Bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Übernahmewarnungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls kann dann der Gierratengrenzwert und/oder der Querbeschleunigungsgrenzwert nach oben gesetzt werden.
Schließlich können auch einen Überschreitung nur einer eine Warnung auslösenden Bedingung ein oder mehrere oder auch alle anderen der genannten Betriebsbedingungen, die bei Vorliegen eine Warnung auslösen würden, entsprechend verändert werden.
Die beigefügte Prinzipskizze dient der näheren Erläuterung der Erfindung.
Dabei zeigt
1 ein erstes Diagramm zur näheren Erläuterung der Erfindung im Bezug auf ein Spurhaltesystem, und
2 ein zweites Diagramm zur näheren Erläuterung der Erfindung im Bezug auf eines Spurverlassenswarnsystems.
Wie bereits erwähnt, dient das in der 1 dargestellte Diagramm der Erläuterung der Erfindung am Beispiel eines Spurhaltesystems zur Unterstützung des Spurhaltens durch automatische Querführung des Fahrzeugs. Dabei ist das Spurhaltesystem grundsätzlich derart ausgestaltet, dass eine Übernahmeaufforderung bzw. Übernahmewarnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn der erforderliche Lenkwinkel zum Spurhalten einen vorgegebenen Lenkwinkel-Grenzwert überschreitet.
Die 1 zeigt nun ein Diagramm, indem ein zum Spurhalten erforderlicher Lenkwinkel LW des Fahrzeugs über die Zeit t aufgetragen ist. Sobald der erforderliche Lenkwinkel LW einen vorgegebenen Lenkwinkelgrenzwert GW+ bzw. GW– in eine der beiden Richtungen überschreitet, wird eine optische, akustische und/oder haptische Übernahmeaufforderung an den Fahrer ausgegeben.
Erfindungsgemäß wird nun kontinuierlich ermittelt, wie oft die Übernahmeaufforderung innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls T1 ausgegeben bzw. der erforderliche Lenkwinkel LW den Lenkwinkelgrenzwert GW+ bzw. GW– überschreitet. Wird die Warnung innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls T1 dreimal überschritten, was erstmalig zum Zeitpunkt t3 der Fall ist, wird die Lenkwinkelschwelle bzw. der Lenkwinkelgrenzwert GW+/GW– in beiden Richtungen vergrößert (GW++ und GW--), so dass eine Übernahmeaufforderung erst bei einem größeren erforderlichen Lenkwinkel LW ausgegeben wird. Aufgrund des erhöhten Lenkwinkelgrenzwertes GW++/GW-- wird demnach zu den Zeitpunkten t4 und t5 die Übernahmewarnung nicht ausgegeben, da der erforderliche Lenkwinkel LW zwar über der ursprünglichen Lenkwinkelschwelle GW+ bzw. GW– liegt, jedoch aber nicht über der vorübergehend erhöhten Lenkwinkelschwelle GW++ bzw. GW--.
Der erhöhte Lenkwinkelgrenzwert GW++/GW-- wird wieder auf den ursprünglich geltenden Lenkwinkelgrenzwert GW+/GW– zurückgesetzt, wenn innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitintervalls T2 keine Übernahmeaufforderung ausgegeben wird. In diesem Diagramm ist dies erstmalig zum Zeitpunkt t8 der Fall, so dass ab diesem Zeitpunkt t8 wieder der ursprüngliche Lenkwinkelgrenzwert GW+ bzw. GW– gilt.
Das in der 2 dargestellte Diagramm dient der Erläuterung der Erfindung am Beispiel eines Spurverlassenswarnsystems zur Unterstützung des Spurhaltens. Dabei ist dieses Fahrerassistenzsystem grundsätzlich derart ausgestaltet, dass eine Spurverlassenswarnung an den Fahrer ausgegeben wird, wenn das Fahrzeug den Abstand zu einer Nachbarspur bzw. zum Rand der Fahrbahn um mehr als einen vorgegebenen Abstandsschwellwert unterschreitet.
Die 2 zeigt nun ein Diagramm, indem ein zum Spurhalten erforderlicher Abstand d des Fahrzeugs zur Nachbarspur über die Zeit t aufgetragen ist. Sobald der erforderliche Abstand d einen vorgegebenen Abstandsschwellwert S1 unterschreitet, wird eine optische, akustische und/oder haptische Spurverlassenswarnung an den Fahrer ausgegeben.
Erfindungsgemäß wird nun kontinuierlich ermittelt, wie oft die Spurverlassenswarnung innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls T1 ausgegeben wird. Wird die Spurverlassenswarnung innerhalb des vorgegebenen Zeitintervalls T1 zweimal überschritten, was erstmalig zum Zeitpunkt t2 der Fall ist, wird der Abstandsschwellwert S1 reduziert, so dass eine Spurverlassenswarnung erst bei einem geringeren Abstand d ausgegeben wird. Aufgrund des reduzierten Abstandsschwellwertes S1 neu wird demnach zum Zeitpunkt t3 keine Spurverlassenswarnung ausgegeben, da der Abstand d zwar unter der ursprünglichen Abstandsschwelle S1 liegt, jedoch aber nicht unter der vorübergehend reduzierten Abstandsschwelle S1 neu neu.
Die reduzierten Abstandsschwelle S1 neu wird wieder auf die ursprünglich geltende Abstandsschwelle S1 zurückgesetzt, wenn innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitintervalls T2 keine Spurverlassenswarnung ausgegeben wird. In diesem Diagramm ist dies erstmalig zum Zeitpunkt t5 der Fall, so dass ab diesem Zeitpunkt t5 wieder die ursprüngliche Abstandsschwelle S1 gilt.
Durch dieses hier dargestellte Verfahren erfolgt nun eine Fahrerwarnung weniger oft, so dass der Fahrer weniger irritiert wird. Dadurch verbessert sich auch die Akzeptanz derartiger Systeme erheblich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102004047889 A1 [0003]
DE 102007020280 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines einen Fahrer zum Einhalten einer gewählten Fahrspur unterstützenden Fahrerassistenzsystems, wobei bei vorgegebenen Betriebsbedingungen, die ein Eingreifen des Fahrers zum sicheren Spurhalten erfordern, eine Warnung ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Warnungen und/oder der vorgegebenen Betriebsbedingungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls (T1) die vorgegebenen Betriebsbedingungen, bei deren Vorliegen eine Warnung ausgegeben wird, verändert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebenen Betriebsbedingungen derart verändert werden, dass eine Warnung erst bei Betriebsbedingungen erfolgt, die nach den ursprünglich vorgegebenen Betriebsbedingungen erreicht werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit von der Anzahl der auftretenden Warnungen innerhalb des vorgegebenen Zeitfensters (T1) oder eines weiteren vorgegebenen Zeitfensters die vorgegebenen Betriebsbedingungen verändert werden.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die veränderten Betriebsbedingungen, die bei Vorliegen zum Ausgeben einer Warnung führen, dann wieder zumindest in Richtung der ursprünglich geltenden Betriebsbedingen verändert oder auf die ursprünglich vorgegebenen Betriebsbedingungen zurückgesetzt werden, wenn innerhalb eines vorgegebenen zweiten Zeitintervalls (T2) keine Warnung ausgegeben wird.
Verfahren nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem ein Spurverlassenswarnsystem ist, das eine Spurverlassenswarnung ausgibt, wenn der Abstand (d) zu einer Nebenspur oder einer Randbegrenzung eine vorgegebene Abstandsschwelle (S1) unterschreitet und/oder der Abstand (d) zur eigenen Spurmitte einen vorgegebenen Spurabweichungsgrenzwert überschreitet, und dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Spurverlassenswarnungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls (T1) die Abstandsschwelle (S1) derart verändert wird, dass die Abstandsschwelle (S1neu) kleiner wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrerassistenzsystem ein Spurhaltesystem zur Unterstützung des Spurhaltens durch automatische Querführung ist, das eine zur Übernahme der Querführung auffordernde Übernahmewarnung ausgibt, wenn der erforderliche Lenkeinschlag (LW) größer als eine vorgegebene Lenkeinschlagschwelle (GW+, GW–) ist und/oder wenn der Abstand (d) zu einer Nebenspur oder einer Randbegrenzung eine vorgegebene Abstandsschwelle (S1) unterschreitet und/oder der Abstand (d) zur eigenen Spurmitte einen vorgegebenen Spurabweichungsgrenzwert überschreitet und/oder wenn eine ermittelte Gierrate einen vorgegebenen Gierratengrenzwert überschreitet und/oder wenn eine ermittelte Querbeschleunigung des Fahrzeugs einen vorgegebenen Querbeschleunigungsgrenzwert überschreitet, und dass bei Überschreiten einer vorgegebenen Anzahl von Übernahmewarnungen innerhalb eines vorgegebenen ersten Zeitintervalls (T1) die Lenkeinschlagschwelle (GW+, GW–) derart verändert wird, dass die Lenkeinschlagschwelle größer (GW++, GW--) wird und/oder die Abstandsschwelle (S1) derart verändert wird, dass die Abstandsschwelle (S1neu) kleiner wird und/oder dass der Gierratengrenzwert nach oben gesetzt wird und/oder dass der Querbeschleunigungsgrenzwert nach oben gesetzt wird.